Устройство для определения момента затвердевания отливки и устройство для определения момента кристаллизации металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК ЯО 15039 201 САНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ ТОРСНОМ(57) Изобретение оному производствупольэовано в разлного хозяйства приливок литьем под д ов ьппен остишев ретения ния мом а эатв ии време чет автоматическ вершенпод р.6-1,твердевания в процессе затверия по результату фактического ни кристаллизации отливки. Усттво содержит датчик 1 температурмы, вычислительный блок 2, зак температуры выбивки, таймер 4,5 сравнения, измеритель 6 врего интервала, устройство 7 для еления момента кристаллизации, жащее ультразвуковые приемники ева врем й СР 97 видетельство В 22 Л 11/16,дат схе мен опр сод И. ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ММЕНТА ЗАТВЕРДЕВАНИЯ ОТЛИВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА КТАПЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛА тносится к литейи может быть исичных отраслях народпроизводстве отавлением, Цель изобе точности определедевания отливок эа3 1503991 8 и 9, комидрдтор 10, детекторы 11 и 12, вентиль 13 и формирователь 14, Приемник 8 размещен на подвижной полуформе 15 диаграммой направленности5 вдоль плоскости разъема формы, а приемник 9 - диафрагмой направленности вдоль оси пресс-остатка 17. Выходной сигнал измерителя 6, пропорциональный фактическому времени кристал лизации отливки, поступает на второй вход схемы 5 сравнения, на выходе которой устанавливается сигнал, пропорциональный между величиной времени, необходимого для кристаллизации отливки, определенной блоком 2, и величиной фактического времени кристаллизации, За счет этого в таймере 4 осуществляется коррекция времени, необходимого для эатвердевдния отливки, 2 с,п. Ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в атомном 20 машиностроении и котлостроении припроизводстве отливок литьем под давлением.в автоматизированных и роботизированных линиях литья под давлением, 25Целью изобретения является повьшение Точности определения момента затвердевания отливок и повышение точности при одновременном упрощенииконструкции. 30На чертеже изображена функциональная схема устройства,Устройство для определения момента затвердевания содержит датчик 1температуры формы, подключенный кпервому входу вычислительного блока2, второй вход которого является входом А управления устройства для определения момента затвердевания отливки, третий вход подсоединен к выходу 40задатчика 3 температуры выбивки, первый выход - к входу задания таймера 4, второй выход - к первому входусхемы 5 сравнения. Второй вход схемы5 сравнения подан на измеритель 6, 45временного интервала, а выход - навход коррекции таймерд 4. Первый входизмерителя 6 временного интерваласвязан с выходом устройства 7 для определения момента кристаллизации ивходом записи коррекции таймеравход пуска которого подключен к второму входу Б управления устройства, связанному также с вторым входом измерителя 6 временного интервдлд,Первый вход Л управления устройства подключен к схеме пуска прессования машины литья под давлением (непоказано), второй вход Б управления к выходу схемы окончания прессованиямашины литья под давлением (не показано), Выходом устройства для определения момента затвердевания отливокявляется выход таймера 4,Устройство 7 для определения момента кристаллизации содержит ультразвуковые приемники 8 и 9, выходы которых поданы на первый и второй входы компаратора 10 через соответствующие детекторы 11 и 12. Выход компаратора 10 через вентиль 13 подключен к входу формирователя 14 выходного импульса. Приемник 8 размещенна подвижной полуформе 15 с диаграммой направленности вдоль плоскости .разъема пресс-Формы 16, Приемник 9расположен на подвижной полуформе 15диаграммой направленности вдоль осипресс-остатка 17 отливки 18, Выходомустройства 7 для определения моментакристаллизации является выход формирователя 14 выходного импульса,В конкретном примере исполненияустройства в качестве датчика 1 температуры формы может быть использованконтактный или бесконтактный измери"тель температуры с цифровым выходом,в качестве вычислительного блока 2вычислительное устройство, котороеобеспечивает воэможность вычислениярасчетных значений времени кристаллизации ( ) и затвердевания (ь) поизвестным формулам: кр = О, 5 Н/ ОС (Т лц -Т(р) уС,:0,5 НС(т-т) / Ы. (-Ту) где Н - толщина стенки отливки;- удельный вес материала отливкиГ - удельная теплоемкость материала отливки,5 150399теплопередача материала формы;я - удельный объем теплоты вовремя кристаллизации материа 5ла отливкиТ - температура формы;Тэ - температура выбивки;.Т- температура ликвации материала отливки. 1 ОЗадатчик 3 температуры выбивки можможно выполнить на переключателяхППК, устройство сравнения - намикросхемах К 155 ЛАЗ, таймер на реверсивном счетчике с генератором секундных импульсов и формирователем выходного импульса, в качестве измерителя 6 временного интервала можетбыть использован, например, частотомер 43-36, В устройстве для определения момента кристаллизации компаратор может быть выполнен на микросхеме К 153 УД 1, формирователь выход ного импульса - на микросхеме К 155ЛАЗ. 25Устройство работает следующим образом,На задатчике 3 температуры выбивки устанавливается необходимая температура выбивки, при этом цифровой 30код, соответствующий этой температурепоступает на второй вход вычислительного блока 2, Устройство готовок работе. Сигналом, поступающим с выхода схемы пуска прессования машинылитья под давлением на первый вход Ауправления устройства, запускаетсявычислительный блок 2, При этом напервом выходе вычислительного устройства по сигналу, поступающему с датчика температуры формы, формируетсясигнал, пропорциональный времени кристаллизации отливки, а на втором выходе вычислительного устройства формируется сигнал, пропорциональный 45времени затвердевания отливки,его.После окончания эапрессовки металл,запрессованный в форму, начинаеткристаллизоваться, причем процесскристаллизации идет к пресс-остатку,При этом пресс-остаток кристаллизуется после кристаллизации отливкиажидкий металл пресс-остатка используется для подпитки кристаллизирующейся отливки. Ультразвуковые сигналы,излучаемые кристаллизирующейся отливкой 18 и пресс в остатк 17, принимаются приемником 8, 9 и через детекторы 11, 12 поступают на входы компаратора 1 О. Поскольку процесс кристаллизации начинается с периферии и движется к центру, то уровень сигнала,поступающего на первый вход компаратора 1 О с выхода детектора 11, превышает уровень сигнала, поступающегона второй вход компаратора 10. Послеокончания кристаллизации отливки 18 иначала кристаллизации пресс-остатка17 уровень сигнала, поступающего навторой вход компаратора 1 О .с детектора 12, повышается и достигает уровня сигнала, поступающего на первыйвход компаратора 1 О, При этом компаратор 1 О срабатывает и на его выходе устанавливатеся высокий потенциал.Положительный перепад напряженияпоступая через вентиль 13 на входформирователя 14, вызывает появлениена выходе формирователя 14 короткого импульса поступающего на второйвход измерителя 6 временного интервалаа.При этом на выходе измерителя 6временного интервала появляетсяссигнал, пропорциональный интервалувремени с момента окончания запрессовки до момента, при котором процесс кристаллизации распространяется от периферии отливки 18 до прессостатка 17, т,е. времени кристаллизации отливки,Выходной сигнал измерителя 6 временного .интервала, пропорциональный фактическому времени кристаллизации отливки, поступает на второйвход схемы 5 сравнения. При этом навыходе схемы 5 сравнения устанавливается сигнал, пропорциональный разности между величиной времени, необходимой для кристаллизации отливки, опреПосле окончания запрессовки металла в пресс-форму на выходе схемы окончания прессования машины литья под давлением появляется импульс, поступающей на второй вход управления .устройства, Фронт этого импульса, поступая на вход управления таймера 4, приводит к записи В него Гигнала 1 по ступающего с вычислительного блока 2 и пропорционального величине времени, необходимого для затверцевания отливки, а также к пуску таймрра 1 6Кроме того, фронт этого импульса, поступая на первый вход измерителя 6 временного интервала, запускает1503991 Формула изобретения 1, Устройство для определения момента эатвердевания отливки, содержащее датчик температуры формы, подсоединенный к первому входу вычислительного блока, второй вход коСоставитель А.АбросимовРедактор И,Бандур Техред И.Дидик Корректор Л.Бескид Заказ 5189/16 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производствлино-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 деленный вычислительным блоком 2 и вевеличиной фактического времени кристаллизации отливки, т.е, отклонениюфактического времени кристаллизацииот времени, определенного вычислительным устройством,Спад выходного импульса формирователя, поступая на вход записи коррскции таймера 4, приводит к записив таймер 4 коррекции времени, необходимого для затвердевания отливки. Величина коррекции пропорциональна сиг"налу отклонения фактического временикристаллизации отливки для даннойконкретной запрессовки от времени,определенной вычислительным блоком 2,По истечении времени, записанногов таймер 4 с учетом коррекции на выходе таймера 4, формируется сигнал,поступающий на выход устройства, Этотсигнал используется для управленияциклом машины. Форма раскрывается ипроизводится съем отливки.В дальнейшем цикл повторяется,Таким образом устройство позволяет повысить точность определениямомента затвердевания отливки эасчет коррекции в процессе затвердевания времени, необходимого длязатвердевания по результату фактического времени кристаллизации отливки,причем устройство для определениямомента кристаллизации имеет болеепростую конструкцию за счет исключения эталона в виде жидкого метал 35ла, и кроме того, выдает сигнал в момент окончания процесса кристаллизации, что повышает точность определения момента кристаллизации. торого является входом управленияустройства, а выход подсоединен квыходу задания таймера, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности определения момента кристаллизации отливки, .оно снабжено устройством для.определения момента кристаллизации, измерителемвременного интервала и задатчикомтемпературы выбивки, подсоединеннымк третьему входу вычислительногоблока, второй выход которого соединен с первйм входом схемы сравнения,выход которой подсоединен к входукоррекции таймера, а второй вход соединен с выходом измерителя временного интервала, первый вход которогосоединен с выходом устройства дляопределения момента кристаллизации ивходом записи коррекции таймера, входпуска которого подсоединен к второмувходу управления устройства, соединенному также с вторым входом измерителя временного интервала, а выход является выходом устройства,2, Устройство для определения момента кристаллизации металла, содержащее первый и второй ультразвуковые приемники, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности при одновременном упрощении конструкции, первый приемник размещен на неподвижной полуформе с диаграммой направленности вдоль плоскости разъема пресс-формы, а второй приемник - на подвижной . полуформе с диаграммой направленности вдоль оси пресс-остатка, при этом выход первого и второго приемников через детекторы подсоединены соответственно к первому и второму входам компаратора, выход которого через вентиль соединен с формирователем выходного импульса, причем выход формирователя выходного импульса является выходом устройства.